分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)
某科學の超電報

為什麼臺灣角金龜有兩種武器?

臺灣角金龜是全世界獨一無二、只在臺灣才見得到的特有種甲蟲,牠的外觀在族群中更是獨領風騷,大型雄蟲頭上長著一對發達的鹿角狀分叉的觭角,同時具有細長的前腳和大型的腳爪,這些特殊造型吸引日本籍博士後研究員小島涉遠渡重洋,加入臺師大生科系林仲平研究團隊,一起探索臺灣角金龜的生態與行為,透過野外繁殖季時長期大量的錄影觀察,與實驗室中的操控雄蟲打鬥實驗發現,生物為了繁殖上的優勢,針對競爭雌性的特定打鬥階段,能演化出多種專門的雄性武器。

臺灣角金龜小型雄蟲(左)、大型雄蟲(中)和雌蟲(右)。

臺灣角金龜(Dicronocephalus wallichii bourgoini),或稱鹿角金龜,是廣泛分佈於臺灣全島低海拔森林中獨一無二的特有種甲蟲。大型雄蟲頭上長著一對巨大且向前延伸、末端捲曲、形狀像鹿角的犄角。小型雄蟲的角則較短小且平直,雌蟲頭上沒有犄角。由於臺灣角金龜特殊的造型,深受小朋友、一般大眾、與研究者的喜愛,牠也在早年被選為臺灣昆蟲學會會徵中的昆蟲。

臺灣昆蟲學會會徵。

和大多數長角的甲蟲ㄧ樣,臺灣角金龜的犄角是雄蟲用來和對手較量、守衛雌蟲與領域的武器。但是除了長出巨大犄角之外,臺灣角金龜最特別的是雄蟲同時具有細長的前腳和大型的腳爪。這些特別細長的前腳到底具有什麼功能一直是個昆蟲學家與業餘愛好者們好奇的謎題。

臺師大生科系林仲平老師實驗室裡的小島涉(Wataru Kojima)博士後研究員,長期研究甲蟲武器的構造與功能,對於臺灣角金龜特長前腳的功能與演化抱有很大的好奇心。他為了解開這些有趣的謎題,在日本東京大學畢業取得博士學位後,取得日本學術振興會的海外研究獎學金,遠渡重洋特地到臺灣來探索臺灣角金龜的生態與行為。

計畫主持人林仲平老師實驗室的研究團隊在小島涉博士的帶領下,在新北市三芝地區找到適合研究、族群量穩定的臺灣角金龜棲地。在2016年4到6月間,透過野外繁殖季時長期大量的錄影觀察與實驗室中的操控雄蟲打鬥實驗發現,臺灣角金龜雄蟲細長的前腳主要用於和對手打鬥的早期,雄蟲雙方會高高舉起前腳向對手舞動推擠,可能用於評估對手的體型與實力,許多雄蟲打鬥在這個階段便已分出勝負。

而巨大誇張的犄角則用於打鬥激烈程度不斷升級的後期,此時雄蟲會試圖用牠們的犄角和對手纏鬥,將對手頂開其領域,或將對手拖離雌蟲。研究的結果證實生物為了繁殖上的優勢,針對競爭雌性的特定打鬥階段,能演化出多種專門的雄性武器。

臺灣角金龜雄蟲舉起前腳向對手舞動推擠。

臺灣角金龜雄蟲使用犄角和對手纏鬥。

本研究成果已經於2017年7月發表在世界上最早的生物學會期刊: 英國林奈氏生物學會期刊(Biological Journal of the Linnean Society )。此期刊為生物學大師達爾文和華萊士的演化學論文發表的期刊前身。

雖然林老師實驗室的研究結果發現角金龜為了競爭配偶,針對特定打鬥階段演化出兩種武器,但是這些武器在生態與演化上的意義還有許多未解的謎團, 例如攜帶如此巨大的武器是否造成雄蟲行動與飛行上的劣勢,或是有較短的壽命與其他器官的障礙?雄蟲細長的前腳除了打鬥之外是否有其他的功能?體型較小的雄蟲如何獲得交配的機會?大型角金龜真的獲得較多的交配機會並且有較多的子代嗎?小島涉博士與林仲平老師實驗室的成員目前仍持續研究這些有趣的問題。

臺灣角金龜除了有特殊的造型與武器,牠們還擁有ㄧ般花金龜沒有的護幼行為。交配後的雌蟲會先尋找合適的產卵地,鑽入地表用腳在土壤中挖出一個空洞,然後用腳和頭楯將地表上的落葉、有機質、土壤等拖進這個洞,填滿之後用腳紮成如粽子般的包裹,然後只產一顆卵於包裹中,之後角金龜雌蟲將整個卵包埋在離地表約2-3 cm深的土壤裡。雖然目前我們知道臺灣角金龜雌蟲有如此精密的產卵行為,但產卵包是否能增加角金龜卵和幼蟲的存活率與成長率? 或是孵化後的角金龜幼蟲是否食用雌蟲精心準備的”葉粽”? 是什麼樣的生態力量在趨動角金龜護幼行為的演化? 這些問題仍有待進一步研究釐清。

 臺灣島上居住著眾多奇特的生物,牠們有趣的構造與行為,有待好奇的年輕朋友們ㄧ齊加入林老師實驗室的行列,探索昆蟲世界的謎題。

臺師大生科系林仲平老師(右)與小島涉博士(左)。

參考文獻

相關連結

臺灣角金龜(Dicronocephalus wallichii bourgoini

分類:金龜子科/鞘翅目

外觀特徵:

體長雄蟲23-35mm,雌蟲20-23mm。體背粉狀灰褐色或黃褐色,老熟個體局部粉狀物會脫落而呈黑色。雌雄差異在於,雄蟲頭部前端有鹿角狀觭角,雌蟲無。

生態習性:

成蟲出現於4至7月,生活在低、中海拔山區。喜吸食樹汁或訪花。鞘翅目金龜子科, 為完全變態昆蟲,生活史需經卵、幼蟲、蛹及成蟲四個階段。雄蟲體長約為23至35公釐,雌蟲體型較雄蟲小,體背被有灰褐色或黃褐色絨布狀粉末,部分老舊個體會因磨損而脫落。雄蟲頭部具有兩根鹿角狀的觭角,雌蟲則無此構造。成蟲主要出現在4至7月中低海拔山區,常吸食樹液或在樹花上吸 食花蜜,腐熟的水果亦會吸引成蟲前來進食。

臺灣角金龜俗名臺灣長臂絨金龜、鹿角金龜,屬中小型甲蟲,體長2.3-3.7公分,翅鞘具有黃絨般的色彩,雄蟲犄角因個體差異而變化很大,雌蟲則無犄角。成蟲出現於4-7月,數量不多,低山地果熟時較容易發現,為臺灣特有種,分佈全省低海拔山區。

臺灣角金龜是全世界獨一無二,只有在臺灣才見得到的特有種,而它的外觀在族群中更是獨領風騷。雄蟲的頭部前方長著一對發達的鹿角狀分叉的觭角,不仔細看很容易將它誤認成鍬形蟲;不過鍬形蟲的大顎可以左右移動、咬合,而臺灣角金龜的觭角則無法左右移動,只能隨著頭部上下擺動。臺灣角金龜的雄蟲還有一個明顯的特徵:各腳特別修長,尤其跗節的總長度比脛節還要長。至於它的雌蟲外觀上則和雄蟲明顯不同,頭部前端不但沒有觭角,各腳的跗節也明顯短於脛節。

一般的昆蟲在遭受人們騷擾或捕捉威脅時,正常的反應不外乎是立刻振翅起飛、拔腿就跑或縮腳裝死,而擁有危險武器的昆蟲則會立刻反擊自衛。臺灣角金龜在身體結構與本能上,和一般金龜子相同,都算是溫和無害的種類。不過,當臺灣角金龜的雄蟲與雌蟲在一起,也許是正攀爬在雌蟲背上進行求偶或交配,此時的雄蟲頓時就變成火爆浪子,極盡所能的不允許其他的競爭者靠近。誇張的反應是,人們伸手去騷擾或試圖捕捉它們時,護妻如命的雄蟲還會抬起特別修長的前腳揮動示威,抵死也不肯離開自己心愛的老婆哩!

資料來源

你的行動知識好友泛讀已全面上線

每天有成千上百則內容透過社群與通訊軟體朝你湧來,要從混雜著偽科學、假消息、純八卦的資訊中過濾出一瓢知識解渴,在這時代似乎變得越來越難?

為了滿足更多跟我們一樣熱愛知識與學習的夥伴,現在我們很害羞也很驕傲地宣布,手機閱讀平台——泛讀 PanRead iOS 版和「泛讀」Android 版都上架啦!使用後有任何心得或建議,都歡迎與我們分享喔

立即下載 優質知識不漏接

 

 

 

關於作者

PanSci

PanSci的管理者通用帳號,也會用來發表投稿文章跟活動訊息喔。